کلونینگ، بیوانفورماتیک، تحلیل حالت بیان گلایکوزیلاز کرکتین UGTCs4

هدف: با هدف به دست آوردن گلیکوزیلاز کروستین UGTCs4 در سلول‌های تعلیق زعفران کشت شده و انجام تحلیل‌های بیوانفورماتیکی و الگوی بیان آن. روش‌ها: یک استراتژی کلونینگ همولوگ و روش‌های 5’ RACE به کار رفت، توالی cDNA کامل یک گلیکوزیلاز کروستین که UGTCs4 نامیده می‌شود (شماره GeneBank: KX398932) به دست آمد. ویژگی‌های خواص فیزیکوشیمیایی، ساختار و عملکرد پروتئین UGTCs4 استنباط شده با استفاده از مجموعه‌ای از ابزارهای بیوانفورماتیکی تعیین شد.

PCR نیمه کمی برای تحلیل بیان ژن استفاده شد. نتایج:نتایج نشان داد که طول کامل cDNA از UGTCs4 برابر با 1380 جفت باز و کدکننده 459 آمینو اسید بود؛ UGTCs4 هویت بالایی (83.2%) با پروتئین UGTCs2 از زعفران داشت؛ درخت تکاملی UGTCs4 همانند UGTCs2 بود. ترانسکریپت‌های UGTCs4 به طور دائمی در برگ‌ها، ساقه‌ها و ریشه‌ها بیان می‌شدند. ژن UGTCs4 می‌توانست به چندین درمان از جمله اسید ایندولواستیک (IAA)، اسید آبسیسیک (ABA)، جیبرلین (GA)، پراکسید هیدروژن (H2O2) و متیل jasmonate (MJA) پاسخ دهد که این امر باعث افزایش ترانسکرپشن آن شد.

نتیجه‌گیری: cDNA از گلیکوزیلاز کروکتین برای اولین بار از سلول‌های تعلیق کلون شد و پاسخ UGTCs4 به القا کننده‌های مختلف تأیید شد. کاراکتر سازی مولکولی UGTCs4 برای تعیین عملکرد بیشتر ژن در بیوسنتز کروستین و تنظیم بیان آن مفید خواهد بود.

Objective: With the aim to obtain crocetin glycosyltransferase UGTCs4 in cultured saffron suspension cell, and carry out its bioinformatics and expression mode analysis. Methods: A homologous cloning strategy and 5’ RACE methods were adopted, the full-length cDNA sequence of a crocetin glycosyltransferase, designated UGTCs4 (GeneBank number: KX398932), was obtained. The characteristics of physiochemical properties, structure and function of the deduced UGTCs4 protein were determined using a series of bioinformatics tools. Semi-quantitative PCR was used for gene expression analysis.

Results: The results showed that the full length cDNA of UGTCs4 was 1 380 bp in length and encoding a 459 amino acid; UGTCs4 had high identities (83.2%) with UGTCs2 protein from saffron; UTGTCs4 had the same evolutionary tree as UGTCs2. UGTCs4 transcripts were constitutively expressed in the leaves, stems, and roots. UGTCs4 gene could respond to multiple treatments of indoleacetic acid (IAA), abscisic acid (ABA), gibberellin (GA), hydrogen peroxide (H2O2), and methyl jasmonate (MJA), which promoted its transcription.

Conclusion: cDNA of crocetin glycosyltransferase was cloned from suspension cells for the first time and the response of UGTCs4 to different inducers was confirmed. Molecular characterization of UGTCs4 will be useful for further functional determination of the gene involving in the crocin biosynthesis and expression regulation.